JP2024055473A - 再利用可能なユニット建築 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性、強度、居住性等の観点から、合理的な構造で再利用可能なユニット建築を提要する。【解決手段】柱１１と床梁１２及び天井梁１３とを接合したフレームに機能部材を取り付けて居室ユニット１を形成し、居室ユニット１を隣り合わせて積み重ね、居室ユニット１同士を連結すると共に、異なる機能を有する他のユニットを連結して建物を構築するユニット建築において、居室ユニット１は、各階で隣り合うものが整列して、柱１１が２本１組となり、下階と上階の居室ユニット１が垂直に揃えて配置され、下階の天井梁１３と上階の床梁１２との間には空間が確保され、鋼管である柱１１の内部にＰＣ鋼棒又はＰＣ鋼線から成る連結軸７が挿通され、連結軸７によりプレストレスが付与されて、下階の居室ユニット１と上階の居室ユニット１の柱１１が緊結されているものとする。【選択図】図１

Description

この発明は、各種ユニットを繰り返して利用できるユニット建築に関するものである。

我が国の建物は、３０年から４０年程度を周期として解体と新築が繰り返されされる場合が多く、その解体の都度、大量の産業廃棄物が発生し、新築の都度、多くの建材が消費されている。このことは、環境の悪化等の原因となり、持続可能な循環型社会を目指す現代の目標に反しているといえる。

一方、本出願人は、下記特許文献１において、図１２に示すようなユニット建築を提案している。このユニット建築は、コンテナ型のユニット７１を、柱７２と梁７３とを箱枠状に接合して、各面に壁パネル７４を取り付けることにより製作し、複数のユニット７１を隣り合わせて積み重ね、ユニット７１同士を連結して、建物を構築するものである。

このユニット建築においては、最上階から最下階のユニット７１にかけて、角形鋼管の柱７２に長軸のＰＣ鋼棒又はＰＣ鋼線から成る連結軸７５を挿通し、建物の下方に連結軸７５の先端部を係止した後、建物の上部で連結軸７５に螺合したナット７６を締め付けることにより、上下のユニット７１を連結する。

このようなユニット建築は、各階に配置したユニット７１を積み重ねて、安定的に高層化でき、短い工期での建設が可能で、移設作業も簡単に行えるため、大規模災害からの復興拠点や長期間に及ぶ開発プロジェクト等における仮設建物の建築に適したものとなり、構造部材の有効利用を図ることもできる。

特許第５７０７４１８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、ユニット建築における具体的なユニットの組み合わせ構造について開示されておらず、実際にどのようにすれば再利用可能な住宅や事業用建築を構築できるのか不明であった。

そこで、この発明は、施工性、強度、居住性等の観点から、合理的な構造で再利用可能なユニット建築を提要することを課題とする。

上記課題を解決するため、この発明は、隅部の柱と下部の床梁及び上部の天井梁とを接合したフレームに機能部材を取り付けて居室ユニットを形成し、前記居室ユニットを隣り合わせて積み重ね、居室ユニット同士を連結すると共に、異なる機能を有する他のユニットを連結して建物を構築するユニット建築において、
前記居室ユニットは、各階で隣り合うものが整列して、隣り合う居室ユニットの柱が２本１組となり、下階と上階の居室ユニットが垂直に揃えて配置され、下階の天井梁と上階の床梁との間には、空間が確保されており、
前記柱は、断面形状が閉断面を形成する鋼管とされ、前記柱の内部に上下方向に延びるＰＣ鋼棒又はＰＣ鋼線から成る連結軸が挿通され、
前記連結軸によりプレストレスが付与されて、前記下階の居室ユニットと上階の居室ユニットの柱が緊結されているものとしたのである。

また、この構造による集合住宅用ユニット建築は、前記居室ユニットが生活スペースとなるものであり、これに付帯して階段ユニット、廊下ユニット及びバルコニーユニットが少なくとも組み合わされているものとしたのである。

また、事業用ユニット建築は、前記居室ユニットが業務スペースとなるものであり、これに付帯して他のユニットが組み合わされているものとしたのである。

そして、これらのユニット建築は、前記居室ユニットと他のユニットとが組み合わされて、最下階から最上階まで積層された建物本体の上方に、屋根ユニットが架構されているものとしたのである。

この発明に係るユニット建築は、居室ユニットのほか、異なる機能を有する他のユニットから構築されるものであり、これらを任意の配置で結合することができるので、各種のユニットを適宜の配置で組み合わせて、居住者の家族構成や利用者の用途に適した様々なプランに対応することができる。

また、上下階の居室ユニットの柱を、その内部に挿通した連結軸で緊結するので、施工性に優れると共に、安定的に高層化できる。

また、上下階の居室ユニットにおいて、下階の天井梁と上階の床梁との間に空間が確保されるので、この空間を利用して設備配管を容易に行うことができ、上階の騒音や振動が階下に伝わり難いものとなる。

さらに、隣り合う居室ユニットの柱が２本１組となり、柱で支持された内壁が二重構造となるので、隣り合う居室ユニット間の遮音効果も優れたものとなる。

そして、柱の連結を解除することにより、居室ユニット等の主要部材を破壊することなく、容易に解体でき、移設作業も容易に行うことができるので、建築資材の無駄な廃棄を抑制し、資源の有効利用を図ることができる。

この発明の実施形態に係る集合住宅用ユニット建築の概要を示す（ａ）廊下側立面図、（ｂ）断面図、（ｃ）バルコニー側立面図 同上の各階におけるユニットの配置を示す平面図 同上の２ＤＫタイプの間取りを示す平面図 同上の柱梁床伏図 同上の（ａ）桁行方向軸組図、（ｂ）スパン方向軸組図 同上の階段ユニットの（ａ）平面図、（ｂ）断面図 同上の廊下ユニットの（ａ）柱梁床伏図、（ｂ）（ｄ）のＡ－Ａ視軸組図、（ｃ）（ｄ）のＢ－Ｂ視軸組図、（ｄ）柱梁床伏図 同上のバルコニーユニットの（ａ）断面図、（ｂ）立面図 同上の居室屋根ユニット、廊下屋根ユニット、バルコニー屋根ユニットの断面図 同上の柱の（ａ）ジョイント部断面図、（ｂ）柱脚部断面図 この発明の実施形態に係る事業用ユニット建築を示す（ａ）桁行方向軸組図、（ｂ）スパン方向軸組図、（ｃ）屋根部分軸組図 特許文献１に記載のユニット建築の概要を示す斜視図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、集合住宅用ユニット建築の廊下側立面図、断面図、バルコニー側立面図を示しており、図２は、各階におけるユニットの配置の平面図を示している。このユニット建築では、生活スペースとなる居室ユニット１と、これに付帯する階段ユニット２、廊下ユニット３及びバルコニーユニット４が組み合わされて積層され、その上方に屋根ユニット５が架構されている。

居室ユニット１は、各階で隣り合うものが整列しており、例えば、図３に示す２ＤＫの場合、隣り合う２つの居室ユニット１を１つの住戸として、各住戸の内部は、図示のように、洋室、和室、台所及びサニタリースペースを配置した間取りとされる。

なお、各住戸の広さや間取りによっては、１つの居室ユニット１を１つの住戸としてもよく、３つ以上の居室ユニット１を１つの住戸としてもよい。また、居室ユニット１の境界と住戸の境界が対応する必要はなく、居室ユニット１の中間部に隣り合う住戸の境界となる遮音界壁を設けるようにしてもよい。

このようなユニット建築において、図４及び図５に示すように、居室ユニット１のフレームは、四隅の柱１１と、下部の桁行方向及びスパン方向の床梁１２と、上部の桁行方向及びスパン方向の天井梁１３とを接合して構成されている。

各階の居室ユニット１は、隣り合う居室ユニット１の柱１１が２本１組となるように配置され、下階と上階の居室ユニット１は、垂直に揃うように配置されている。下階の天井梁１３と上階の床梁１２との間には、空間が確保されている。

居室ユニット１の床は、ＣＬＴ床パネル（直交集成板）、コンクリート版（床用ＡＬＣ版、押出成形セメント板、プレキャスト版）等を用いたものや、デッキプレートコンクリート工法によるものが考えられるが、軽量であることが望ましいため、耐火性を考慮したＣＬＴ床パネルを用いた工法とするのが適当である。

居室ユニット１の壁は、軽量であって、耐火性、遮音性、断熱性が要求されるため、ＣＬＴ壁パネル（直交集成板）、金属断熱サンドイッチパネルを用いたものや、金属板・断熱材・石膏ボードの積層構造、押出成形セメント板・断熱材・石膏ボードの積層構造としたものが適当である。

図６に示すように、階段ユニット２は、居室ユニット１に隣り合って配置される。階段ユニット２の各階における位置は、桁行方向の外端のほか、中間部であってもよく、任意の位置に設定できる。

階段ユニット２のフレームは、隣り合う居室ユニット１に対応して配置された柱２１と床梁２２及び天井梁２３とを接合して構成されている。

階段ユニット２の階段２４は、折返し階段又は直通階段とする。階段２４の設置に際しては、下階と上階とに接続する必要があるので、階段２４の段床部分は側桁やささら桁と共に階段ユニット２のフレームとは別に運搬し、現地で建て方を行ってもよい。最上階の階段ユニット２は、階段２４がないものとする。

図６の例の場合、階段ユニット２と廊下ユニット３を繋ぐエレベーターユニット２５が設けられ、エレベーターユニット２５には、出入口２６が設けられている。エレベーターユニット２５は、エレベーターの機種により、各種サイズが選べるようにしておく。エレベーターが必要ない場合には、通常の廊下ユニット３が設けられる。

図７に示すように、廊下ユニット３は、複数階まとめて柱３１と床梁３２及び天井梁３３とを接合してフレームを構成したタイプと、図示省略するが、居室ユニット１に対応して各階ごとに柱３１と床梁３２及び天井梁３３とを接合してフレームを構成したタイプとを用意し、運搬や現地での工期を考慮して選択できるようにする。

複数階まとめてフレームを構成するタイプの場合、各階の床梁３２のみとし、天井梁３３を省略できるが、ユニットが高さ方向に長くなるので、運搬・建て方に注意を要する。各階ごとのタイプの場合、運搬・建て方は容易であるが、上下階の接合部において、下階の天井梁３３と上階の床梁３２とが二重になる。

廊下ユニット３には、床開口部３４のあるタイプと、床開口部３４がないタイプを用意しておく。床開口部３４のあるタイプでは、床開口部３４の通路側に転落防止用の手すり３５を設けておく必要がある。

床開口部３４があるタイプでは、住戸のプライバシーを守るため、通路を窓から離すことができるほか、床開口部３４を浴室やトイレの配管スペースとして利用することや、換気扇の吸排気の空間として利用することができる。床開口部３４のないタイプは、玄関前のスペースとして利用することができる。

図８に示すように、バルコニーユニット４は、両側のコ字状の側枠４１を下枠４２と上枠４３とで接合してフレームを構成し、床板４４と手すり４５を設けたものであり、居室ユニット１から張り出すように接合されれる。側枠４１に吊元を居室ユニット１側としたブレース４６を設けると、側枠４１に使用する鋼材を軽量化することができる。

バルコニーユニット４において、隣接する住戸との境界に隔壁４７を設けておくと、バルコニーの使用時におけるプライバシーを確保できる。また、隔壁４７に避難開口４８を設けておくと、火災発生時等に２方向避難ができる。

図９に示すように、屋根ユニット５は、居室屋根ユニット５１、廊下屋根ユニット５２及びバルコニー屋根ユニット５３から構成されている。屋根ユニット５のフレームは、図示のように通り芯に載せる場合のほか、桁行き梁に載せる場合もある。屋根仕上げは、瓦棒葺き屋根や折版屋根とし、雨漏りや強風に対する対策を施す。

図１０に示すように、居室ユニット１、階段ユニット２及び廊下ユニット３の柱１１，２１，３１は、断面形状が閉断面を形成する角形鋼管とし、最下階の柱１１，２１，３１を、基礎脚体６のベースプレート６１から立ち上がる柱脚６２に載せて、柱脚６２と柱１１，２１，３１とを継ぎ合わせる。

そして、各階の居室ユニット１、階段ユニット２及び廊下ユニット３を上方へ順次積み重ね、下階の柱１１，２１，３１に上階の柱１１，２１，３１を継ぎ合わせる。

柱１１，２１，３１には、ＰＣ鋼棒又はＰＣ鋼線から成る連結軸７を挿通し、連結軸７によりプレストレスを付与して、柱脚６２と最下階の柱１１，２１，３１を緊結すると共に、下階と上階の柱１１，２１，３１同士を緊結する。

建物の基礎部分において、連結軸７は、例えば、二重のナット７ａ等によって基礎脚体６に係止する。各階の柱１１，２１，３１に挿通される連結軸７は、作業性を考慮して不連続とし、それぞれの端部に螺合するカプラー７ｂを介して接続すればよい。

柱脚６２と最下階の柱１１，２１，３１の間、及びその上方に継ぎ合わされる柱１１，２１，３１同士の間には、接合部のジョイント枠材８の内側に、充填材９として固化材を袋詰めしたものを挟み込んだり、時間の経過とともに硬化するモルタル等を注入して、垂直方向の軸力が伝達されるようにする。

なお、上記実施形態においては、集合住宅用ユニット建築について例示したが、この発明に係るユニット建築の構造は、例えば、図１１に示すような事業用ユニット建築に適用することもできる。その用途は、中長期で移転の可能性のある一般事務所、短期で移転する展示場、比較的工期の長い建築・土木工事の作業事務所等が考えられる。

図示の事業用ユニット建築では、各階においてスパン方向に２つの居室ユニット１を配置し、その各階の床梁１２及び最上部の天井梁１３を連結梁３６で繋いで、居室ユニット１に挟まれた部分を廊下としている。屋根ユニット５は、スパン方向全長に及ぶアーチ状の折版屋根としている。

上記のような集合住宅用又は事業用ユニット建築は、基本要素である居室ユニット１のほか、異なる機能を有する他のユニットから構築されるものであり、これらを任意の配置で結合することができるので、各種のユニットを適宜の配置で組み合わせて、居住者の家族構成や利用者の用途に適した様々なプランに対応することができる。

また、上下階の居室ユニット１の柱を、その内部に挿通した連結軸７で緊結するので、施工性に優れると共に、安定的に高層化できる。

また、上下階の居室ユニット１において、下階の天井梁１３と上階の床梁１２との間に空間が確保されるので、この空間を利用して設備配管を容易に行うことができ、上階の騒音や振動が階下に伝わり難いものとなる。

さらに、隣り合う居室ユニット１の柱１１が２本１組となり、柱１１で支持された内壁が二重構造となるので、隣り合う居室ユニット１間の遮音効果も優れたものとなる。

そして、柱１１の連結を解除することにより、居室ユニット１等の主要部材を破壊することなく、容易に解体でき、移設作業も容易に行うことができるので、建築資材の無駄な廃棄を抑制し、資源の有効利用を図ることができる。

１ 居室ユニット
２ 階段ユニット
３ 廊下ユニット
４ バルコニーユニット
５ 屋根ユニット
６ 基礎脚体
７ 連結軸
７ａ ナット
７ｂ カプラー
８ ジョイント枠材
９ 充填材
１１ 柱
１２ 床梁
１３ 天井梁
２１ 柱
２２ 床梁
２３ 天井梁
２４ 階段
２５ エレベーターユニット
２６ 出入口
３１ 柱
３２ 床梁
３３ 天井梁
３４ 床開口部
３５ 手すり
３６ 連結梁
４１ 側枠
４２ 下枠
４３ 上枠
４４ 床板
４５ 手すり
４６ ブレース
４７ 隔壁
４８ 避難開口
５１ 居室屋根ユニット
５２ 廊下屋根ユニット
５３ バルコニー屋根ユニット
６１ ベースプレート
６２ 柱脚
７１ ユニット
７２ 柱
７３ 梁
７４ 壁パネル
７５ 連結軸
７６ ナット

Claims (4)

1. 隅部の柱(11)と下部の床梁(12)及び上部の天井梁(13)とを接合したフレームに機能部材を取り付けて居室ユニット(1)を形成し、前記居室ユニット(1)を隣り合わせて積み重ね、居室ユニット(1)同士を連結すると共に、異なる機能を有する他のユニットを連結して建物を構築するユニット建築において、
   前記居室ユニット(1)は、各階で隣り合うものが整列して、隣り合う居室ユニット(1)の柱(11)が２本１組となり、下階と上階の居室ユニット(1)が垂直に揃えて配置され、下階の天井梁(13)と上階の床梁(12)との間には、空間が確保されており、
   前記柱(11)は、断面形状が閉断面を形成する鋼管とされ、前記柱(11)の内部に上下方向に延びるＰＣ鋼棒又はＰＣ鋼線から成る連結軸(7)が挿通され、
   前記連結軸(7)によりプレストレスが付与されて、前記下階の居室ユニット(1)と上階の居室ユニット(1)の柱(11)が緊結されていることを特徴とするユニット建築。
2. 前記居室ユニット(1)は、生活スペースとなるものであり、これに付帯して階段ユニット(2)、廊下ユニット(3)及びバルコニーユニット(4)が少なくとも組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の集合住宅用ユニット建築。
3. 前記居室ユニット(1)は、業務スペースとなるものであり、これに付帯して他のユニットが組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の事業用ユニット建築。
4. 前記居室ユニット(1)と他のユニットとが組み合わされて、最下階から最上階まで積層された建物本体の上方に、屋根ユニット(5)が架構されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のユニット建築。

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